(57)【要約】  検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換し、検査水のりん酸イオンを定量することで検査水の全りんを安全に短時間で定量する方法では、先ず、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩と硫酸とを添加し、６５℃から沸騰温度までの温度で所定時間加熱する。この検査水に対し、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な非還元性オリゴ糖並びに七モリブデン酸六アンモニウムを含む水溶液からなる発色剤を添加し、６５℃以上で所定時間加熱した後、検査水について６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換した後、前記検査水のりん酸イオンを定量することで前記検査水の全りんを定量するための方法であって、
前記検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加し、６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程１と、
工程１を経た前記検査水に対し、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物並びに七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を含む発色剤を添加し、６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程２と、
工程２を経た前記検査水について、６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する工程３と、
を含む全りんの定量方法。
【請求項２】
前記ヒドロキシカルボン酸群がクエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸からなり、前記オリゴ糖群がスクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなり、前記バナジウム化合物が塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである、請求項１に記載の全りんの定量方法。
【請求項３】
前記発色剤はアンチモンの価数が３であるアンチモン化合物をさらに含む、請求項１に記載の全りんの定量方法。
【請求項４】
工程２において、発色剤を２回以上に分けて間隔を設けながら添加する、請求項１から３のいずれかに記載の全りんの定量方法。
【請求項５】
検査水に含まれるりん酸イオンの発色方法であって、
前記検査水が硫酸を含むよう設定する工程Ａと、
工程Ａを経た前記検査水に対し、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物並びに七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を含む発色剤を添加し、６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程Ｂと、
を含むりん酸イオンの発色方法。
【請求項６】
前記ヒドロキシカルボン酸群がクエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸からなり、前記オリゴ糖群がスクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなり、前記バナジウム化合物が塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである、請求項５に記載のりん酸イオンの発色方法。
【請求項７】
前記発色剤はアンチモンの価数が３であるアンチモン化合物をさらに含む、請求項５に記載のりん酸イオンの発色方法。
【請求項８】
工程Ａにおいて、前記検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加して６５℃から前記検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱し、前記検査水が硫酸を含むよう設定する、請求項５から７のいずれかに記載のりん酸イオンの発色方法。
【請求項９】
工程Ｂにおいて、前記発色剤を２回以上に分けて間隔を設けながら添加する、請求項８に記載のりん酸イオンの発色方法。
【請求項１０】
検査水に含まれるりん酸イオンの発色剤であって、
ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物並びに七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を含む水溶液からなる、
りん酸イオンの発色剤。
【請求項１１】
アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物をさらに含む、請求項１０に記載のりん酸イオンの発色剤。
【請求項１２】
前記ヒドロキシカルボン酸群がクエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸からなり、前記オリゴ糖群がスクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなり、前記バナジウム化合物が塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである、請求項１０または１１に記載のりん酸イオンの発色剤。
【請求項１３】
前記糖類化合物がスクロース、ラフィノース、ケストースおよびスタキオースからなる群から選ばれた非還元性オリゴ糖である、請求項１０または１１に記載のりん酸イオンの発色剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全りんの定量方法、特に、検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換した後、検査水のりん酸イオンを定量することで検査水の全りんを定量する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
りんは海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の富栄養化に関わる原因物質の一つであることから、工場排水等での排出規制が設けられており、工場排水等は、環境への排出前にりん酸イオンの定量が求められる。ここで、工場排水等は、りん酸イオンとしてりんを含むだけではなく、各種のりん化合物としてりん元素を含む場合もあり、りん化合物は環境への排出後に自然分解されることでりんの発生源となる。このため、工場排水等は、りん酸イオンだけではなく、りん化合物から生成し得るりん酸イオンを含めたりん酸イオンの総量、いわゆる全りんの定量が求められることがある。【０００３】
水中に含まれる全りんの公的な定量方法として、非特許文献１に記載のモリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法が知られている。この定量方法は、水中に含まれるりん酸イオンが七モリブデン酸六アンモニウムおよび酒石酸アンチモニルカリウム（ビス［（＋）−タルトラト］二アンチモン（ＩＩＩ）酸二カリウム）と反応して生成するヘテロポリ化合物をＬ（＋）−アスコルビン酸で還元し、それにより生成するモリブデン青により発色した検査水の吸光度を測定することでりん酸イオンを定量するものである。【０００４】
モリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法による全りんの定量では、先ず、所定量の検査水を採取し、この検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換する前処理をする。この前処理では、検査水に対してりん化合物の酸化剤であるペルオキソ二硫酸カリウム溶液を添加した後、検査水を１２０℃に設定した高圧蒸気滅菌器中で３０分間処理し、りん化合物を酸化分解してりん酸イオンへ変換する。次に、前処理された検査水に対して所定量のモリブデン酸アンモニウム−アスコルビン酸混合溶液を加えて振り混ぜた後、２０〜４０℃で約１５分間放置する。そして、この溶液について波長８８０ｎｍ付近の吸光度を測定し、この測定値から予め作成しておいた検量線に基づいて検査水のりん酸イオン濃度（ｍｇＰＯ４３−／Ｌ）を算出する。【０００５】
このような全りんの定量方法における検査水の前処理は、高圧蒸気滅菌器、すなわち耐圧容器を用いる必要があるため、操作が複雑になり、特別な安全性も求められる。また、酸化剤として用いるペルオキソ二硫酸カリウムは、１２０℃の温度環境下ではりん化合物を酸化分解するのと同時に自己分解も進行することから、過剰量を用いる必要がある。【０００６】
そこで、この前処理方法に替わる前処理方法として、非特許文献２には、検査水にペルオキソ二硫酸カリウムを添加した後、１００℃で６０分間処理する方法が提案されている。しかし、この方法では、ペルオキソ二硫酸カリウムの一部が検査水に残留し、それがＬ（＋）−アスコルビン酸によるヘテロポリ化合物の還元を阻害する可能性があるため、モリブデン酸アンモニウム−アスコルビン酸混合溶液を加える前に検査水を２０〜４０℃まで放冷することでペルオキソ二硫酸カリウムの酸化作用を抑制するか、或いは、アルカリ性の状態の検査水へ還元剤である亜硫酸ナトリウムを添加してペルオキソ二硫酸カリウムを消滅させる必要がある。【０００７】
ところが、検査水を放冷することでペルオキソ二硫酸カリウムの酸化作用を抑制する場合、検査水の冷却に長時間を要し、一連の定量操作を短時間で終了するのが困難になる。また、亜硫酸ナトリウムを添加してペルオキソ二硫酸カリウムを消滅させる場合、有害な二酸化硫黄ガスが発生するため、それについての安全対策が求められる。【０００８】
また、上述の全りんの定量方法は、より本質的な問題を内包している。具体的には、非特許文献１に記載のように、定量範囲が１．２５〜２５μｇという微量範囲であるため、検査水が比較的多量のりん酸イオンやりん化合物を含む場合に適用できないという不具合がある。また、検査水が二酸化ケイ素、ケイ酸およびケイ酸塩等のシリカを含む場合は、定量結果がシリカの影響を受けて変動し、信頼性を欠くことがある。さらに、検査水が塩化物イオンを含む場合は、検査水の前処理時に塩化物イオンから塩素が生成し、この塩素がモリブデン青の生成による検査水の発色を遅延させることから、定量結果を得るまでに長時間を要する可能性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】日本工業規格  ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２、工場排水試験方法（２００８）  ４６．１．１および４６．３
【００１０】
【非特許文献２】平成１４年度環境省請負業務結果報告書、水質分析方法検討調査、５頁および１３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、検査水の全りんを安全に短時間で定量できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、検査水に含まれるりん化合物を分解してりん酸イオンへ変換した後、検査水のりん酸イオンを定量することで検査水の全りんを定量するための方法に関するものであり、この定量方法は、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加し、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程１と、工程１を経た検査水に対し、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物並びに七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を含む発色剤を添加し、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程２と、工程２を経た検査水について、６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する工程３とを含んでいる。【００１３】
この定量方法は、上述の工程１から３を含むものであるため、検査水の全りんを安全に短時間で定量することができる。【００１４】
この定量方法は、工程２において、発色剤を２回以上に分けて間隔を設けながら添加することができる。【００１５】
他の観点に係る本発明は、検査水に含まれるりん酸イオンの発色方法に関するものであり、この発色方法は、検査水が硫酸を含むよう設定する工程Ａと、工程Ａを経た検査水に対し、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物並びに七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を含む発色剤を添加し、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する工程Ｂとを含んでいる。【００１６】
この発色方法は、検査水に対し、硫酸の存在下で所定の発色剤を添加しているため、検査水に含まれるりん酸イオンを安全に短時間で発色させることができる。【００１７】
この発色方法の工程Ａでは、例えば、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウムと硫酸とを添加して６５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱し、検査水が硫酸を含むよう設定する。【００１８】
この場合、工程Ｂにおいて、発色剤を２回以上に分けて間隔を設けながら添加するのが好ましい。【００１９】
さらに他の観点に係る本発明は、検査水に含まれるりん酸イオンの発色剤に関するものであり、この発色剤は、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つの水酸基含有化合物、バナジウムの価数が３〜５のバナジウム化合物、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれた糖類化合物並びに七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を含む水溶液からなる。【００２０】
この発色剤は、所定の成分を含む水溶液からなるため、本発明に係る全りんの定量方法およびりん酸イオンの発色方法において用いることができる。【００２１】
本発明に係る定量方法および発色方法において用いられる発色剤並びに本発明の発色剤は、アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物をさらに含んでいてもよい。また、これらの発色剤において、ヒドロキシカルボン酸群は、例えば、クエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸からなる。また、オリゴ糖群は、例えば、スクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなる。さらに、バナジウム化合物は、例えば、塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）からなる群から選ばれたものである。本発明の発色剤において用いられる糖類化合物は、スクロース、ラフィノース、ケストースおよびスタキオースからなる群から選ばれた非還元性オリゴ糖が好ましい。【００２２】
本発明の他の目的および効果は、以下の詳細な説明において触れる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１で作成した検量線を示す図。
【図２】実施例２で作成した検量線を示す図。
【図３】実施例３で作成した検量線を示す図。
【図４】実施例４で作成した検量線を示す図。
【図５】実施例５で作成した検量線を示す図。
【図６】実施例６で作成した検量線を示す図。
【図７】実施例７で作成した検量線を示す図。
【図８】実施例８で作成した検量線を示す図。
【図９】実施例９で作成した検量線を示す図。
【図１０】実施例１０で作成した検量線を示す図。
【図１１】実施例１１で作成した検量線を示す図。
【図１２】実施例１２で作成した検量線を示す図。
【図１３】実施例１３で作成した検量線を示す図。
【図１４】実施例１４で作成した検量線を示す図。
【図１５】実施例１５で作成した検量線を示す図。
【図１６】実施例１６で作成した検量線を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の定量方法により全りんを定量可能な検査水は、特に限定されるものではないが、通常は工場排水や生活排水等のりんの排出規制が設けられている排水の他、海洋水、湖沼水、河川水および地下水等の天然水である。
【００２５】
検査水の全りんを定量する際には、所定量の検査水を採取し、この検査水に含まれるりん化合物をりん酸イオンへ変換するための前処理をする。この前処理では、先ず、検査水へペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩またはペルオキソ二硫酸アンモニウム（以下、ペルオキソ二硫酸化合物という場合がある）と硫酸とを添加し、常圧下、６５℃から検査水の沸騰温度までの温度、好ましくは７５℃から検査水の沸騰温度までの温度で所定時間加熱する（工程１）。これにより、検査水に含まれる有機および無機のりん化合物、特に、有機りん化合物は、ペルオキソ二硫酸化合物により酸化分解され、りん元素がりん酸イオンに変換される。
【００２６】
ここで用いられるペルオキソ二硫酸のアルカリ金属塩は、通常、ペルオキソ二硫酸カリウムまたはペルオキソ二硫酸ナトリウムである。
【００２７】
ペルオキソ二硫酸化合物は、通常、精製水、例えば、純水、蒸留水またはイオン交換水等に溶解した水溶液として検査水へ添加される。この水溶液の濃度は、通常、０．４〜５０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、３．０〜４０ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。ペルオキソ二硫酸化合物水溶液の検査水への添加量は、検査水におけるペルオキソ二硫酸化合物の濃度が検査水に含まれるりん化合物を十分に酸化分解可能なように設定するのが好ましいが、あまり過剰に添加するとペルオキソ二硫酸化合物が検査水に残留してしまい、後記する工程２において誤発色を引き起こす可能性がある。このため、検査水におけるペルオキソ二硫酸化合物の濃度は、検査水へペルオキソ二硫酸化合物水溶液と硫酸とを添加したときにおける濃度が、通常、０．５〜９ｇ／Ｌになるよう設定するのが好ましく、１〜６ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。
【００２８】
一方、検査水に対する硫酸の添加量は、検査水へペルオキソ二硫酸化合物水溶液と硫酸とを添加したときにおける硫酸の濃度が０．１Ｍ以上になるよう設定するのが好ましい。但し、あまり過剰に添加すると、後記する工程２でモリブデン青の生成（りん酸イオンの発色）という目的に対して過剰となる硫酸の中和処理が必要となる可能性があるため、通常、０．１〜０．３Ｍになるよう設定するのが好ましい。
【００２９】
この工程における検査水の加熱時間は、加熱温度により異なるが、通常、２０〜４０分に設定するのが好ましい。
【００３０】
次に、工程１を経た検査水へ発色剤を添加し、引き続き所定時間加熱する（工程２）。この工程は、工程１を経た検査水を放冷等により冷却せずに、工程１が完了後の高温状態または加熱継続状態の検査水に対して適用することができる。ここで用いる発色剤は、水酸基含有化合物、バナジウム化合物、糖類化合物およびモリブデン化合物を含むものである。
【００３１】
水酸基含有化合物としては、ヒドロキシカルボン酸群およびアルジトールからなる水酸基含有化合物群から選ばれた少なくとも１つのものが用いられる。ヒドロキシカルボン酸群には、例えば、クエン酸、リンゴ酸、アルダル酸およびアルドン酸並びにこれらの塩（例えば、アルカリ金属塩）が含まれる。ここで用いられるアルダル酸は、ＨＯ２Ｃ−（ＣＨＯＨ）ｎ−ＣＯ２Ｈの一般式（ｎは１以上の整数、好ましくは１〜５の整数）で表される化合物であって水溶性のものであり、例えば、ｎが２の酒石酸およびｎが４の粘液酸が挙げられる。また、ここで用いられるアルドン酸は、ＨＯ２Ｃ−（ＣＨＯＨ）ｎ−ＣＨ２ＯＨの一般式（ｎは１以上の整数、好ましくは１〜５の整数、より好ましくは４または５）で表される化合物であって水溶性のものであり、例えば、ｎが１のグリセリン酸、ｎが４のグルコン酸およびｎが５のグルコヘプトン酸が挙げられる。ここで用いられるアルジトールは、ＨＯＨ２Ｃ−（ＣＨＯＨ）ｎ−ＣＨ２ＯＨの一般式（ｎは１以上の整数、好ましくは２〜５の整数）で表される化合物であって水溶性のものであり、例えば、ｎが２のエリトリトール、ｎが３のキシリトール、ｎが４のソルビトールおよびｎが５のボレミトールが挙げられる。
【００３２】
バナジウム化合物としては、バナジウムの価数が３〜５のものが用いられる。利用可能なバナジウム化合物としては、例えば、塩化バナジウム（ＩＩＩ）、酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）、メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウムおよび酸化バナジウム（Ｖ）を挙げることができる。これらのバナジウム化合物は、二種以上のものが併用されてもよい。
【００３３】
なお、バナジウム化合物としては、バナジウムの価数が２価のもの（例えば、塩化バナジウム（ＩＩ））を用いることもできる。バナジウムの価数が２価の化合物は、本工程において検査水に対して添加したときに、速やかに３価または４価のバナジウムに変換されるため、３価または４価のバナジウムの供給源として用いることができる。
【００３４】
糖類化合物としては、炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース、炭素数６のケトースおよび分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群からなる糖類化合物群から選ばれたものが用いられる。炭素数５のアルドースの例としては、リボース、アラビノースおよびキシロースを挙げることができる。炭素数６のアルドースの例としては、アルトロース、グルコース、マンノースおよびガラクトースを挙げることができる。炭素数６のケトースの例としては、フルクトースおよびソルボースを挙げることができる。
【００３５】
また、分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能なオリゴ糖群には、例えば、二糖類のスクロース、マルトース、ラクトース、イソマルツロース、マルツロース、ラクツロース、ガラクトスクロース、プリメベロースおよびビシアノース、三糖類のラフィノース、ケストース、ゲンチアノース、プランテオースおよびウンベリフェロース、四糖類のスタキオース並びに五糖類のベルバスコースが含まれる。これらの例示のオリゴ糖は、分解により、キシロース（炭素数５のアルドース）、グルコース（炭素数６のアルドース）、ガラクトース（炭素数６のアルドース）またはフルクトース（炭素数６のケトース）を生成することができる。
【００３６】
なお、オリゴ糖群は、通常、安価に入手可能なことから、スクロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、ケストース、スタキオース、イソマルツロース、マルツロースおよびラクツロースからなるものが好ましい。
【００３７】
モリブデン化合物としては、七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩若しくは重金属塩が用いられる。このうち、七モリブデン酸六アンモニウムまたはモリブデン酸アルカリ金属塩を用いるのが好ましい。モリブデン酸のアルカリ金属塩の例としては、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウムおよびモリブデン酸リチウムを挙げることができる。モリブデン酸のアルカリ土類金属塩の例としては、モリブデン酸カルシウムおよびモリブデン酸マグネシウムを挙げることができる。モリブデン酸の重金属塩の例としては、モリブデン酸亜鉛およびモリブデン酸アルミニウムを挙げることができる。
【００３８】
この工程において、発色剤は、通常、水酸基含有化合物、バナジウム化合物、糖類化合物およびモリブデン化合物を精製水に溶解した水溶液として検査水へ添加される。このような水溶液からなる発色剤は、各種の形態のものとして検査水へ添加することができる。発色剤の例の第１形態は、精製水に水酸基含有化合物、バナジウム化合物、糖類化合物およびモリブデン化合物を同時に含む水溶液からなるものである。発色剤の例の第２形態は、水酸基含有化合物、バナジウム化合物、糖類化合物およびモリブデン化合物のそれぞれの個別の水溶液からなるものである。発色剤の例の第３形態は、糖類化合物を含む第１水溶液と、水酸基含有化合物、バナジウム化合物およびモリブデン化合物を同時に含む第２水溶液とからなるものである。ここで、第２形態および第３形態の各発色剤は、その各水溶液が安定であるため、予め調製して保存し、必要なときに適宜使用することができる。
【００３９】
第１形態の発色剤は、そのまま検査水へ添加することで使用することができるが、通常、各成分の安定性を確保するために検査水への添加直前に調製するのが好ましく、例えば、保存可能な第２形態または第３形態の発色剤を利用し、その各水溶液を検査水への添加直前に混合することで調製することができる。第２形態および第３形態の発色剤は、いずれも、その各水溶液を検査水へ別々に添加することで使用することができるが、検査水への添加直前に各水溶液を混合することで第１形態の発色剤として検査水へ添加することもできる。
【００４０】
なお、発色剤は、検査水においてりん酸イオンをより安定的に発色させることができることから、第１形態のものが好ましい。
【００４１】
第１形態の発色剤は、分解により炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースを生成可能な非還元性のオリゴ糖を糖類化合物として用いた場合、溶質間での反応が実質的に進行しないため、長期間安定に保存することができる。したがって、このような第１形態の発色剤は、予め調製しておき、必要なときに用いることができる。この場合に用いられる非還元性のオリゴ糖は、通常、スクロース、ラフィノース、ケストースまたはスタキオースであり、これらのオリゴ糖は、分解により、グルコース（炭素数６のアルドース）、ガラクトース（炭素数６のアルドース）またはフルクトース（炭素数６のケトース）を生成することができる。
【００４２】
発色剤は、アンチモン化合物をさらに含んでいてもよい。この場合、後記するりん酸イオンの発色強度が高まる場合があることから、検査水のりん酸イオン量、すなわち全りんの量の定量精度を高められることがある。アンチモン化合物としては、アンチモンの価数が３のものが用いられる。アンチモンの価数が３であるアンチモン化合物の例としては、酒石酸アンチモニルカリウム、三酸化アンチモン（すなわち、酸化アンチモン（ＩＩＩ））およびアンチモンのハロゲン化物塩などを挙げることができる。アンチモンのハロゲン化物塩としては、加水分解により有害な物質を生成しにくい三塩化アンチモン（すなわち、塩化アンチモン（ＩＩＩ））などを用いるのが好ましい。
【００４３】
なお、アンチモン化合物としては、アンチモンの価数が５のアンチモン化合物を用いることもできる。このアンチモン化合物は、水溶液中において自然にアンチモンの価数が３のアンチモン化合物に変換されるため、アンチモンの価数が３のアンチモン化合物の供給源として用いることができる。ここで利用可能なアンチモンの価数が５のアンチモン化合物の例としては、五酸化アンチモン（すなわち、酸化アンチモン（Ｖ））および価数が５のアンチモンのハロゲン化物塩などを挙げることができる。価数が５のアンチモンのハロゲン化物塩としては、加水分解により有害な物質を生成しにくい五塩化アンチモン（すなわち、塩化アンチモン（Ｖ））などを用いるのが好ましい。
【００４４】
アンチモン化合物は、他の発色剤用の成分と同じく精製水に溶解した水溶液として検査水に添加することができ、第１形態、第２形態および第３形態のいずれの形態の発色剤においても用いることができる。非還元性のオリゴ糖を用いた保存可能な第１形態の発色剤は、アンチモン化合物を含む場合であっても、溶質間での反応が実質的に進行しないため、長期間安定に保存することができる。第３形態の発色剤においてアンチモン化合物を用いる場合、アンチモン化合物は、第１水溶液に含めると当該水溶液の保存安定性を損なう可能性があることから第２水溶液に含めるのが好ましい。第２水溶液は、アンチモン化合物を含む場合であっても安定に保存することができる。
【００４５】
発色剤のための上述の各種水溶液のうち、バナジウム化合物を含む水溶液は、バナジウム化合物の分解が進行して着色することがあるため、調製時において水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物や水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物などの強アルカリ剤の水溶液を添加することでアルカリ性に調整するか、或いは、精製水に替えて同様の強アルカリ剤の水溶液を用いて調製するのが好ましい。これらの場合、バナジウム化合物を含む水溶液は、バナジウム化合物の分解およびそれによる着色が抑制され、保存安定性が高まる。
【００４６】
なお、モリブデン化合物としてモリブデン酸のアルカリ土類金属塩を用いる場合は、発色剤のための上述の各種水溶液の調製時にモリブデン酸のアルカリ土類金属塩の溶解を促進させるために、適量の硫酸または塩酸を添加することができる。また、アンチモン化合物として三酸化アンチモンを用いる場合は、発色剤のための上述の各種水溶液の調製時に三酸化アンチモンの溶解を促進させるために、適量の塩酸を添加することができる。
【００４７】
発色剤における各成分の使用量および発色剤の使用量については後記する。
【００４８】
この工程において、検査水中に当初から含まれていたりん酸イオンおよび工程１においてりん化合物の酸化分解により生成したりん酸イオンは、添加されたモリブデン化合物と反応してヘテロポリ化合物を生成する。そして、生成したヘテロポリ化合物は、工程１において添加した硫酸による酸性環境下において、この工程で添加された糖類化合物により還元される。より具体的には、糖類化合物が炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース若しくは炭素数６のケトースの場合は、それらによってヘテロポリ化合物が還元される。また、糖類化合物がオリゴ糖の場合は、その分解によって生成する炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドース若しくは炭素数６のケトースによってヘテロポリ化合物が還元される。この場合、オリゴ糖として還元性のもの、例えば、マルトース、ラクトース、イソマルツロース、マルツロース、ラクツロースおよびプリメベロースなどを用いると、当該還元性のオリゴ糖自体によっても生成したヘテロポリ化合物は還元され得る。このようなヘテロポリ化合物の還元によりモリブデン青が生成し（りん酸イオンの発色）、このモリブデン青により検査水が変色する。
【００４９】
ここで、工程１においてりん化合物の酸化分解のために消費されずに検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物は、ヘテロポリ化合物が生成する前に糖類化合物により分解されて速やかに消滅する。具体的には、糖類化合物が炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースの場合、これらの単糖により、検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解されて消滅する。一方、糖類化合物がオリゴ糖の場合、このオリゴ糖の分解により生成する炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースにより残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解されて消滅する。また、糖類化合物としてオリゴ糖を用いる場合は、当該オリゴ糖自体によっても残留しているペルオキソ二硫酸化合物が分解され得る。この結果、りん化合物の酸化分解のために消費されずに検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物がヘテロポリ化合物の還元の妨げになるのが防止される。
【００５０】
また、検査水に含まれる二酸化ケイ素、ケイ酸およびケイ酸塩等のシリカは、水酸基含有化合物の作用によりりん酸イオンと反応して錯体を生成するのが抑制される。このため、検査水中のりん酸イオンは、モリブデン化合物と反応することで安定にヘテロポリ化合物を生成し、モリブデン青の生成により発色し得る。すなわち、りん酸イオンは、モリブデン青の生成による発色において、シリカの影響を受けるのが抑制される。
【００５１】
さらに、検査水が塩化物イオンを含む場合、工程１において、モリブデン青の生成を遅延させる原因となる塩素が生成する可能性があるが、生成した塩素は、この工程で検査水へ添加した糖類化合物により消費される。また、このような塩素の消費反応は、バナジウム化合物の存在下で加速される。この結果、この工程では、検査水に塩素が含まれる場合であってもモリブデン青の生成が速やかに進行し、次の工程へ早期に移行することができる。
【００５２】
この工程において、検査水に添加する発色剤は、検査水への発色剤の添加時における各成分の検査水での濃度が次のようになるよう各水溶液における各成分の濃度および各水溶液の検査水への添加量を調整するのが好ましい。
【００５３】
検査水における水酸基含有化合物の濃度（添加時の濃度）は、モリブデン青の生成による発色がシリカの影響を受けるのを十分に抑制可能な量に設定するのが好ましい。この観点から、検査水における水酸基含有化合物の濃度は、通常、０．５〜１０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、１〜７ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。
【００５４】
検査水におけるバナジウム化合物の濃度（添加時の濃度であり、水和物を用いる場合は水分子を除いて換算した濃度）は、検査水へ添加した糖類化合物による塩素の消費を加速するために十分な量に設定するのが好ましい。この観点から、検査水におけるバナジウム化合物の濃度は、通常、０．０５〜１０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、０．１〜３．０ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。
【００５５】
検査水における糖類化合物の濃度（添加時の濃度であり、オリゴ糖を用いる場合は、その分解により生成する炭素数５のアルドース、炭素数６のアルドースまたは炭素数６のケトースでの換算濃度）は、検査水に残留するペルオキソ二硫酸化合物を消滅させるために必要な量であり、かつ、工程１において塩素が生成している場合は当該塩素を消費するために必要な量であり、しかも、生成したヘテロポリ化合物を十分に還元可能な濃度に設定するのが好ましい。この観点から、検査水における糖類化合物の濃度は、通常、２〜６０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、５〜４０ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。
【００５６】
検査水におけるモリブデン化合物の濃度（添加時の濃度であり、水和物を用いる場合は水分子を除いて換算した濃度）は、通常、０．３〜３．０ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、０．５〜２．０ｇ／Ｌに設定するのがより好ましい。また、アンチモン化合物を用いる場合、検査水におけるアンチモン化合物の濃度（添加時の濃度であり、水和物を用いる場合は水分子を除いて換算した濃度）は、通常、０．０１〜０．２４ｇ／Ｌに設定するのが好ましく、０．０２〜０．１３ｇ／Ｌになるよう設定するのがより好ましい。但し、検査水において、アンチモン化合物（Ａ）とモリブデン化合物（Ｂ）との濃度比（Ａ：Ｂ）は、１：８〜１００になるよう設定するのが好ましく、１：１０〜５０になるよう設定するのがより好ましい。
【００５７】
この工程において、発色剤は、２回以上に分けて間隔を設けながら、検査水に対して分割して添加することもできる。例えば、工程１の後に、検査水へ添加する発色剤の総量の一部を添加し、所定時間が経過したときに発色剤の総量の残りを添加することができる。分割添加の間隔の所定時間は、通常、１〜３０分に設定するのが好ましい。このような分割添加をする場合、最初の添加時における添加量は、モリブデン化合物が検査水に残留しているペルオキソ二硫酸化合物と接触することで変質し、りん酸イオンの発色が損なわれる可能性があることから、２回目以後の添加時における添加量よりも少なく設定するのが好ましい。例えば、発色剤の総量の２０％を最初の添加時に添加し、２回目の添加時に発色剤の残りの８０％を添加するのが好ましい。
【００５８】
工程２における検査水の加熱温度は、工程１での加熱と同じ温度範囲に設定することができるが、通常は工程１での加熱温度と同一に設定するのが好ましい。また、この工程における検査水の加熱時間（発色剤を上述のように分割添加する場合は、最後の添加後の加熱時間）は、加熱温度により異なるが、りん酸イオンの発色が完結するのに十分な時間である。この時間は、検査水に含まれる塩化物イオンに由来の塩素の影響が排除されるため、通常、５〜３０分程度の短時間に設定することができる。
【００５９】
以上の工程１および工程２は、常圧下で操作することができ、有害ガスの発生がないため、安全に実施することができる。また、工程１から工程２へ移行するときに検査水を放冷等により冷却する必要がないことから、工程１が完了後の検査水を円滑かつ速やかに工程２へ移行させることができる。さらに、工程１において塩素が生成した場合においても、この塩素は、バナジウム化合物の存在下において糖類化合物により速やかに消費されるため、モリブデン青による検査水の発色を遅延させにくい。このため、工程１の開始から工程２の完了までは、通常、３０〜９０分程度の短時間で終了することができる。
【００６０】
次に、モリブデン青により変色した検査水について、６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度を測定する（工程３）。そして、当該吸光度とりん酸イオン濃度との関係を予め調べて作成しておいた検量線に基づいて、吸光度の測定値から検査水のりん酸イオン量、すなわち全りんの量を判定する。
【００６１】
本発明に係る全りんの定量方法は、取り扱いに注意が必要な耐圧容器等の特殊な反応装置を用いずに安全に実施することができ、また、工程間において検査水を冷却する必要がないため、一連の工程を途切れなく円滑に進めることができ、短時間で終了することができる。このため、この定量方法は、自動化への適用が容易である。特に、工程２において用いる発色剤が第１形態のもの（但し、糖類化合物として非還元性のオリゴ糖を用いたもの）である場合、当該発色剤は、その添加のみで検査水へ所要の成分を同時に添加することができ、しかも保存可能であるため、自動化への適用がより容易になる。
【００６２】
また、本発明に係る全りんの定量方法においては、検量線を作成したときに、りん酸イオン濃度と６００から９５０ｎｍの範囲における任意の波長の吸光度との間の直線関係が比較的高濃度のりん酸イオン濃度の範囲まで良好に成立することから、検査水中に含まれるりん酸イオンの定量上限が４ｍｇ［Ｐ］／Ｌ若しくはそれ以上の範囲まで拡大する。このため、この定量方法は、りん酸イオンやりん化合物の含有量が多い検査水についても適用可能である。
【００６３】
本発明の定量方法における工程２は、りん酸イオンを含む検査水について、りん酸イオンを発色させるための方法として活用することができる。例えば、検査水がりん酸イオンを含むものであるかどうかを単純に判定する必要がある場合、この発色方法を用いれば、その判定を簡単に短時間で行うことができる。
【００６４】
但し、この発色方法を適用する検査水は、予め硫酸を含むよう設定する必要がある（工程Ａ）。硫酸を含む検査水は、検査水へ硫酸を添加するだけで調製することができる。この発色方法では、硫酸を含むよう設定された検査水に対して本発明の定量方法の工程２を適用すると（工程Ｂ）、検査水に含まれるりん酸イオンがモリブデン青の生成により発色する。したがって、検査水に対してこの発色方法を適用し、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されたときは、検査水がりん酸イオンを含むものと判定することができ、一方、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されなかったときは、検査水がりん酸イオンを含まないものと判定することができる。
【００６５】
なお、検査水に対して上述のような発色方法を適用し、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されない場合は、この発色方法を適用することで検査水がりん化合物を含むものであるかどうかを判定することもできる。この場合、工程Ａでは、検査水に対して本発明の定量方法における工程１を適用する。これにより、検査水は、硫酸を含むように設定されるとともに、りん化合物を含む場合は当該りん化合物がりん酸イオンへ変換される。そして、工程Ａを経た検査水に対して工程Ｂを適用し、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されたときは、検査水がりん化合物を含むものと判定することができ、一方、検査水においてりん酸イオンの発色が観測されなかったときは、検査水がりん化合物を含まないものと判定することができる。
【００６６】
このように、検査水に対して本発明の工程１を適用することで工程Ａを実行したとき、工程Ｂにおいては、本発明の定量方法における工程２と同様に、発色剤を２回以上に分けて間隔を設けながら、検査水に対して分割して添加するのが好ましい。
【実施例】
【００６７】
単位
ｍｇ［Ｐ］／Ｌの単位は、１Ｌの水に含まれるりんのミリグラム数を示したものである。
試薬および分光光度計
以下の実施例等で用いた試薬および分光光度計は次のものである。
りん標準液（水質試験用）：和光純薬工業株式会社  コード１６０−１９２４１
ケイ素標準液：和光純薬工業株式会社  コード１９２−０６０３１
塩化物イオン標準液：和光純薬工業株式会社  コード０３２−１６１５１
１Ｍ硫酸（容量分析用）：和光純薬工業株式会社  コード１９８−０９５９５
水酸化ナトリウム（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９８−１３７６５
塩酸（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０８０−０１０６６
ペルオキソ二硫酸カリウム（窒素・りん測定用）：和光純薬工業株式会社  コード１６９−１１８９
ペルオキソ二硫酸アンモニウム（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０１２−０３２８５
七モリブデン酸六アンモニウム四水和物(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０１８−０６９０１
モリブデン酸リチウム：和光純薬工業株式会社の和光一級  コード１２５−０３５０１
モリブデン酸カリウム：和光純薬工業株式会社  コード１６５−０４００２
モリブデン（ＶＩ）酸二ナトリウム二水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９０−０２４７５
酒石酸アンチモニルカリウム三水和物(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０２０−１２８３２
酸化アンチモン（ＩＩＩ）（化学用）：和光純薬工業株式会社  コード０１８−０４４０２
塩化アンチモン（ＩＩＩ）（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０１１−０４４９２
ＤＬ−酒石酸：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード２０３−０００５２
粘液酸：東京化成工業株式会社  コードＭ０４６６
グルコン酸ナトリウム：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１９３−１３１９５
グルコヘプトン酸ナトリウム二水和物：東京化成工業株式会社  コードＧ０２１４
ＤＬ−グリセリン酸（４０％水溶液）：  東京化成工業株式会社  コードＤ０６０２
ＤＬ−リンゴ酸：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１３９−００５６５
クエン酸：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード０３０−０５５２５
ｍｅｓｏ−エリトリトール：和光純薬工業株式会社の和光一級  コード０５６−００２４２
キシリトール：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード２４４−００５４２
ソルビトール：和光純薬工業株式会社の和光一級  コード１９４−０３７５２
メタバナジン（Ｖ）酸ナトリウム：和光純薬工業株式会社  コード１９０−０７０１２
酸化バナジウム（Ｖ）：和光純薬工業株式会社  コード２２２−００１２２
酸化硫酸バナジウム（ＩＶ）ｎ水和物：和光純薬工業株式会社  コード２２３−０１１３２
塩化バナジウム（ＩＩＩ）：シグマアルドリッチジャパン株式会社  コード２０８２７２
Ｄ−フルクトース：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１２７−０２７６５
Ｄ−アラビノース：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード０１３−０４５７２
Ｄ−グルコース(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０４７−００５９２
スクロース（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９６−０００１５
Ｄ−ラフィノース五水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１８０−０００１２
Ｄ−マルトース一水和物：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード１３０−００６１５
ラクトース一水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１２８−０００９５
Ｄ−ガラクトース(試薬特級)：和光純薬工業株式会社  コード０７１−０００３２
１−ケストース（生化学用）：和光純薬工業株式会社  コード１１２−００４３３
スタキオースｎ水和物：和光純薬工業株式会社  コード１９６−１２７６４
イソマルツロース：和光純薬工業株式会社のパラチノース一水和物（生化学用）  コード１６９−１２９９１
マルツロース一水和物：東京化成工業株式会社  コードＭ１１３８
ラクツロース（生化学用）：和光純薬工業株式会社  コード１２６−０３７３２
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物（生化学用）：和光純薬工業株式会社  コード０１８−１６９１１
りん酸フェニル二ナトリウム二水和物 ：和光純薬工業株式会社の和光特級  コード０４４−０４２６２
二りん酸ナトリウム十水和物（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード１９５−０３０２５
アスコルビン酸（試薬特級）：和光純薬工業株式会社  コード０１４−０４８０１
分光光度計：株式会社島津製作所の商品名「ＵＶ−１６００ＰＣ」【００６８】
りん酸イオン溶液
以下の実施例等で用いたりん酸イオン溶液は次のものである。
りん酸イオン濃度が０、１．０、２．０、３．０および４．０ｍｇ［Ｐ］／Ｌの五種類のりん酸イオン溶液を用意した。りん酸イオン濃度が０ｍｇ［Ｐ］／Ｌのりん酸イオン溶液は蒸留水をそのまま用い、また、他のりん酸イオン溶液はりん標準液を蒸留水で希釈することでりん酸イオン濃度を調整した。【００６９】
実験例１
次の試料水と酸化剤水溶液とを調製した。試料水２，３および４の調製に用いたＤ−グルコースは、きょう雑物としての有機物を想定したものである。
＜試料水＞
試料水１：
りん酸イオン濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌのりん酸イオン溶液。
試料水２：
二りん酸ナトリウム十水和物とＤ−グルコースとを蒸留水に溶解して得られた水溶液（二りん酸ナトリウム換算濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度が４０ｍｇ／Ｌ）。
試料水３：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物とＤ−グルコースとを蒸留水に溶解して得られた水溶液（アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム換算濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度が４０ｍｇ／Ｌ）。
試料水４：
りん酸フェニル二ナトリウム二水和物とＤ−グルコースとを蒸留水に溶解して得られた水溶液（りん酸フェニル二ナトリウム換算濃度が５ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度が４０ｍｇ／Ｌ）。【００７０】
＜酸化剤水溶液＞
酸化剤水溶液１：
濃度が４０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の４６．１．１に記載された濃度（以下、「ＪＩＳ法濃度」という）のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液２：
濃度が２０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の５０％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液３：
濃度が８ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の２０％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液４：
濃度が４ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の１０％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液５：
濃度が２ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の５％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。
酸化剤水溶液６：
濃度が０．４ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液（ＪＩＳ法濃度の１％濃度のペルオキソ二硫酸カリウム水溶液）。【００７１】
試料水１〜４のそれぞれ５ｍＬに対し、酸化剤水溶液１〜６の一つを１ｍＬ添加し、さらに１Ｍ硫酸を１ｍＬ添加した後、各試料水をブロックヒータを用いて９５℃で４０分間加熱した。そして、各試料水を蒸留水で５倍に希釈し、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の４６．１．１に記載されたモリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法に従って各試料水を発色させ、８９０ｎｍの吸光度を測定した。すなわち、同法において規定されたモリブデン酸アンモニウム溶液とアスコルビン酸溶液との５：１の混合溶液０．２ｍＬを希釈した試料水へ添加し、２５℃で約１５分間放置した後、８９０ｎｍの吸光度を測定した。結果を表１に示す。【００７２】
【表１】
2012014346.tif 000002
【００７３】
表１において、試料水２〜４の酸化分解率は、試料水１について測定された吸光度に対する吸光度の割合であり、試料水に含まれているりん化合物のうち酸化分解によりりん酸イオンに変換されたものの割合を示している。表１の酸化分解率によると、試料水に含まれるりん化合物は、ペルオキソ二硫酸カリウムの濃度が４ｇ／Ｌ以上の水溶液（酸化剤水溶液４）を用いた場合において９０％以上が、また、同濃度が８ｇ／Ｌ以上の水溶液（酸化剤水溶液３）を用いた場合において９５％以上が分解されてりん酸イオンに変換される。このことから、酸化剤水溶液におけるペルオキソ二硫酸カリウムは、ＪＩＳ法濃度の大凡１／５以下の濃度に設定した場合であっても、試料水に含まれるりん化合物を効果的に酸化分解可能である。【００７４】
実験例２
次の試料水を調製した。試料水５，６の調製に用いたＤ−グルコースは、きょう雑物としての有機物を想定したものである。
試料水５：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物およびＤ−グルコースを蒸留水に溶解することにより、アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム濃度を１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、りん酸フェニル二ナトリウム濃度を１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度を５０ｍｇ／Ｌに調整した水溶液。
試料水６：
二りん酸ナトリウム十水和物およびＤ−グルコースを蒸留水に溶解することにより、二りん酸ナトリウム濃度を２ｍｇ［Ｐ］／Ｌ、Ｄ−グルコース濃度を５０ｍｇ／Ｌに調整した水溶液。【００７５】
各試料水５ｍＬに対し、濃度が３０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム水溶液０．８ｍＬと１Ｍ硫酸１．２ｍＬとを添加した。そして、各試料水をブロックヒータを用いて９５℃で４０分間加熱した後、速やかに水で冷却した。冷却後の各試料水に蒸留水を加えて２倍に希釈し、実験例１の場合と同様にＪＩＳ  Ｋ  ０１０２の４６．１．１に記載されたモリブデン青（アスコルビン酸還元）吸光光度法に従って各試料水を発色させ、８９０ｎｍの吸光度を測定した。また、ブロックヒータによる各試料水の加熱時間を短縮した場合について、同様に試料水を発色させて８９０ｎｍの吸光度を測定した。結果を表２に示す。【００７６】
【表２】
2012014346.tif 000003
【００７７】
表２において、相対分解率は、加熱時間が４０分のときに各試料水に含まれるりん化合物の分解率が１００％とした場合における、各加熱時間でのりん化合物の分解率を意味し、加熱時間が４０分の場合の吸光度に対する吸光度の割合に基づいて算出したものである。表２によると、試料水中のりん化合物は、加熱時間が２５分で９０％以上、３０分で９８％以上が分解することがわかる。【００７８】
実験例３
次の試料水を調製した。
試料水７：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が６５ｍｇ／Ｌ（１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が８２ｍｇ／Ｌ（１ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、シリカ濃度が５０ｍｇ［Ｓｉ］／Ｌ、塩化物イオン濃度が７５ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコース、ケイ素標準液および塩化物イオン標準液を溶解し、試料水を５ｍＬ調製した。この試料水は、全りんの濃度が２ｍｇ［Ｐ］／Ｌである。この試料水の調製では、ケイ素標準液がアルカリ性であることから１Ｍ硫酸を添加することで中和したケイ素標準液を用い、シリカ濃度を上記のように調整した。【００７９】
試料水８：
ケイ素標準液を用いずに、試料水７と同様にして全りんの濃度が２ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試料水５ｍＬを調製した。【００８０】
試料水７に１Ｍ硫酸１．４ｍＬと濃度が３０ｇ／Ｌのペルオキソ二硫酸カリウム１．０ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。続いて、試料水７を９５℃に加熱した状態で発色剤１．０ｍＬを添加し、４０分間放置した。ここで用いた発色剤は、蒸留水にスクロース、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物および酒石酸アンチモニルカリウム三水和物を溶解したものであり、スクロースの濃度を１００ｇ／Ｌ、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物の濃度を７ｇ／Ｌ、酒石酸アンチモニルカリウム三水和物の濃度を０．５ｇ／Ｌにそれぞれ調整したものである。発色剤を添加してから試料水が変色し始めるまでの時間は約３０分であった。これは、塩化物イオンから生成した塩素がスクロースおよびその分解により生成した単糖により消費されるのに時間を要したためである。【００８１】
加熱終了後の試料水７について８３０ｎｍの吸光度を測定したところ、１．３６であった。同様に処理した試料水８（試料水７と同じく、発色剤を添加してから試料水が変色し始めるまでの時間は約３０分であった。）について同じ波長の吸光度を測定したところ、１．０２であった。シリカを含む試料水７は、シリカを含まない試料水８の約１．３倍の吸光度を示していることから、全りんの測定結果がシリカの影響を大きく受けることになる。【００８２】
実施例１〜１２
（検量線の作成）
りん酸イオン濃度が０、１．０、２．０、３．０および４．０ｍｇ［Ｐ］／Ｌの五種類のりん酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１Ｍ硫酸０．７ｍＬと表３に示すペルオキソ二硫酸化合物水溶液０．５ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。【００８３】
次に、９５℃に加熱した状態を維持し、発色剤０．５ｍＬを添加して２０分間放置した。実施例１〜１１で用いた発色剤は、表３に示す成分を同表に示す濃度になるよう蒸留水に溶解するとともに、バナジウム化合物を安定化して無色化するために０．５Ｍに調整した水酸化ナトリウム水溶液を添加することでアルカリ性に調整したものである。実施例１２で用いた発色剤は、バナジウム化合物を安定化して無色化するために、表３に示す成分を同表に示す濃度になるよう０．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液に溶解したものである。【００８４】
【表３】
2012014346.tif 000004
【００８５】
上述の処理をした各りん酸イオン溶液について、表４に示す波長の吸光度を測定し、吸光度からりん酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図１〜１２に示す。図１〜１２によると、この検量線は、少なくともりん酸イオン濃度が０〜４ｍｇ［Ｐ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。【００８６】
（試験水の調製）
次の試験水を調製した。ケイ素標準液を用いる試験水の調製では、ケイ素標準液がアルカリ性であることから、１Ｍ硫酸を添加することで中和したケイ素標準液を用いた。【００８７】
試験水Ａ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が６５ｍｇ／Ｌ（１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が８２ｍｇ／Ｌ（１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００８８】
試験水Ｂ：
シリカ濃度が４５ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液をさらに溶解した点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００８９】
試験水Ｃ：
塩化物イオン濃度が１５０ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９０】
試験水Ｄ：
シリカ濃度が３０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｃと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９１】
試験水Ｅ：
塩化物イオン濃度が２００ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９２】
試験水Ｆ：
シリカ濃度が３５ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｅと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９３】
試験水Ｇ：
塩化物イオン濃度が７５ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ａと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９４】
試験水Ｈ：
シリカ濃度が４０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｇと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９５】
試験水Ｉ：
シリカ濃度が３５ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｇと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９６】
試験水Ｊ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が９７．５ｍｇ／Ｌ（１．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が１２３ｍｇ／Ｌ（１．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が３０ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９７】
試験水Ｋ：
シリカ濃度が４０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｊと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９８】
試験水Ｌ：
塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ｊと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【００９９】
試験水Ｍ：
シリカ濃度が３５ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｌと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１００】
試験水Ｎ：
塩化物イオン濃度が１５０ｍｇ／Ｌになるよう塩化物イオン標準液を用いた点を除き、試験水Ｊと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１０１】
試験水Ｏ：
シリカ濃度が４０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｎと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１０２】
試験水Ｐ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が３２．５ｍｇ／Ｌ（０．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が４１ｍｇ／Ｌ（０．５０ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が２００ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１０３】
試験水Ｑ：
シリカ濃度が３０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｐと同様にして全りんの濃度が１．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１０４】
試験水Ｒ：
アデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物濃度が１３０ｍｇ／Ｌ（２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物濃度が１６４ｍｇ／Ｌ（２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌ）、Ｄ−グルコース（きょう雑物としての有機物を想定したもの）濃度が２０ｍｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度が５０ｍｇ／Ｌになるよう蒸留水にアデノシン−５’−三りん酸二ナトリウム三水和物、りん酸フェニル二ナトリウム二水和物、Ｄ−グルコースおよび塩化物イオン標準液を溶解し、全りんの濃度が４．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１０５】
試験水Ｓ：
シリカ濃度が５０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液を溶解した点を除き、試験水Ｒと同様にして全りんの濃度が４．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１０６】
（試験水の全りん定量）
表４に示す試験水に対して１Ｍ硫酸０．７ｍＬと表３に示すペルオキソ二硫酸化合物水溶液０．５ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。次に、試験水を９５℃に加熱した状態で発色剤（検量線の作成時に用いたものと同じもの）０．５ｍＬを添加して２０分間放置した。発色剤を添加してから試験水が発色し始めるまでの時間（発色開始時間）を表４に示す。【０１０７】
加熱終了後の試験水について、表４に示す波長の吸光度を測定し、その測定値から作成した検量線に基づいて全りん濃度を定量した。結果を表４に示す。【０１０８】
【表４】
2012014346.tif 000005
【０１０９】
実施例１３〜１６
（検量線の作成）
りん酸イオン濃度が０、１．０、２．０、３．０および４．０ｍｇ［Ｐ］／Ｌの五種類のりん酸イオン溶液のそれぞれ２．５ｍＬに対し、１Ｍ硫酸０．７ｍＬと表５に示すペルオキソ二硫酸化合物水溶液０．５ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。【０１１０】
次に、９５℃に加熱した状態を維持し、発色剤０．１ｍＬを添加して２分間放置した。続けて、９５℃に加熱した状態を維持しながら発色剤０．４ｍＬをさらに添加し、１８分間放置した。ここで用いた発色剤は、表５に示す成分を同表に示す濃度になるよう蒸留水に溶解するとともに、バナジウム化合物を安定化して無色化するために０．５Ｍに調整した水酸化ナトリウム水溶液を添加することでアルカリ性に調整したものである。【０１１１】
【表５】
2012014346.tif 000006
【０１１２】
上述の処理をした各りん酸イオン溶液について、表６に示す波長の吸光度を測定し、吸光度からりん酸イオン濃度を判定するための検量線を作成した。結果を図１３〜１６に示す。図１３〜１６によると、この検量線は、少なくともりん酸イオン濃度が０〜４ｍｇ［Ｐ］／Ｌの範囲で高い直線性を示している。【０１１３】
（試験水の調製）
実施例１〜１２で用いたものと同じ試験水Ｃ、ＥおよびＬの他に、次の試験水Ｔ、ＵおよびＶを調製した。各試験水の調製では、ケイ素標準液がアルカリ性であることから１Ｍ硫酸を添加することで中和したケイ素標準液を用いた。【０１１４】
試験水Ｔ：
シリカ濃度が４０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液をさらに溶解した点を除き、試験水Ｌと同様にして全りんの濃度が３．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１１５】
試験水Ｕ：
シリカ濃度が５０ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液をさらに溶解した点を除き、試験水Ｃと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１１６】
試験水Ｖ：
シリカ濃度が４５ｍｇ／Ｌになるようケイ素標準液をさらに溶解した点を除き、試験水Ｅと同様にして全りんの濃度が２．００ｍｇ［Ｐ］／Ｌの試験水を２．５ｍＬ調製した。【０１１７】
（試験水の全りん定量）
表６に示す試験水に対して１Ｍ硫酸０．７ｍＬと表５に示すペルオキソ二硫酸化合物水溶液０．５ｍＬとを添加し、ブロックヒータを用いて９５℃で３０分間加熱した。次に、試験水を９５℃に加熱した状態で発色剤０．１ｍＬを添加して２分間放置した。さらに、試験水を９５℃に加熱した状態で発色剤を０．４ｍＬ添加し、同温度での加熱を１８分間継続した。ここで添加した発色剤は、検量線の作成時に用いたものと同じものである。発色剤を二度目に添加してから試験水が発色し始めるまでの時間（発色開始時間）を表６に示す。【０１１８】
加熱終了後の試験水について、表６に示す波長の吸光度を測定し、その測定値から作成した検量線に基づいて全りん濃度を定量した。結果を表６に示す。【０１１９】
【表６】
2012014346.tif 000007
【０１２０】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態若しくは実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【図１】
2012014346.tif 000008
【図２】
2012014346.tif 000009
【図３】
2012014346.tif 000010
【図４】
2012014346.tif 000011
【図５】
2012014346.tif 000012
【図６】
2012014346.tif 000013
【図７】
2012014346.tif 000014
【図８】
2012014346.tif 000015
【図９】
2012014346.tif 000016
【図１０】
2012014346.tif 000017
【図１１】
2012014346.tif 000018
【図１２】
2012014346.tif 000019
【図１３】
2012014346.tif 000020
【図１４】
2012014346.tif 000021
【図１５】
2012014346.tif 000022
【図１６】
2012014346.tif 000023
【国際調査報告】
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2012014346.tif 000025
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